Napredni superkritični procesi za formulacijo poroznih materialov – N2-0395 (B)

PROJEKT SOFINANCIRA ARIS - JAVNA AGENCIJA ZA ZNANSTEVNORAZISKOVALNO IN INOVACIJSKO DEJAVNOST REPUBLIKE SLOVENIJE (aris-rs.si)

Naziv projekta: Napredni superkritični procesi za formulacijo poroznih materialov

Evidenčna številka projekta: N2-0395 (B) - iz evidence ARIS

Trajanje projekta: 1.1.2025 - 31.12.2026

Vodja projekta: dr. Gabrijela Horvat

Projektna skupina:

Projekt AEROFOAM se osredotoča na razvoj inovativnega superkritičnega postopka za pripravo biopolimernih materialov z dvojno poroznostjo (makro- in mezoporozno strukturo), ki bi bili primerni za uporabo v regenerativni medicini, zlasti kot nosilci za dostavo zdravil in ogrodja za regeneracijo kostnega tkiva. Ključni izziv predstavlja združevanje dveh sicer ločenih procesov – superkritičnega sušenja (za pripravo aerogelov) in superkritičnega penjenja (za pripravo makroporoznih pen) – v enostopenjski proces, ki omogoča nastanek kompozitnega materiala z izboljšanimi mehanskimi in funkcionalnimi lastnostmi.

Projekt naslavlja omejitve obstoječih materialov, saj aerogeli sicer zagotavljajo visoko specifično površino in možnost vgradnje učinkovin, vendar nimajo ustrezne mehanske stabilnosti in makroporoznosti, medtem ko pene zagotavljajo mehansko oporo, vendar nimajo primerne mikrostrukture za kontrolirano dostavo učinkovin. Z razvojem kombiniranega superkritičnega postopka projekt omogoča sintezo materialov, ki združujejo prednosti obeh sistemov.

Glavni cilj projekta je določiti procesne parametre superkritičnega sušenja in penjenja ter preveriti možnost njune integracije v enoten proces. S tem projekt prispeva k razvoju novih materialov za biomedicinske aplikacije.

Faze projekta (v teku oz. zaključene):

1. Delovni sklop: Superkritično sušenje polisaharidov
- Naloga 1.1: Priprava raztopin in gelacija polisaharidov (ksantan)
- Naloga 1.2: Optimizacija superkritičnega sušenja in določitev procesnih parametrov
- Naloga 1.3: Karakterizacija aerogelov (poroznost, specifična površina, stabilnost)
2. Delovni sklop: Superkritično penjenje biopolimerov (PLA)
- Naloga 2.1: Vzpostavitev eksperimentalnega sistema za penjenje
- Naloga 2.2: Optimizacija procesnih parametrov (temperatura, tlak, oblika materiala)
- Naloga 2.3: Analiza morfologije in lastnosti nastalih pen
3. Delovni sklop: Kombinacija aerogelov in pen
- Naloga 3.1: Preučevanje kompatibilnosti polisaharidov in PLA v superkritičnih pogojih
- Naloga 3.2: Razvoj pristopov za integracijo aerogela v makroporozno strukturo pene
- Naloga 3.3: Identifikacija omejitev (temperatura, topila, stabilnost materialov)
4. Delovni sklop: Razvoj enostopenjskega procesa
- Naloga 4.1: Opredelitev procesnega okna za simultano penjenje in sušenje
- Naloga 4.2: Validacija koncepta enostopenjskega superkritičnega postopka
- Naloga 4.3: Priprava temeljev za nadaljnji razvoj kompozitnih materialov